[发明专利]一种抗菌聚乙烯组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚乙烯塑料加工领域，进一步的说，涉及一种抗菌聚乙烯组合物及其制备方法。

背景技术

随着塑料工业的不断发展，聚乙烯作为重要塑料重要品种之一，已经在工业生产和日常生活中得到广泛应用。例如，在工业中应用于大量的各种板材、管材、薄膜，在日常生活中，制造各种餐具、儿童玩具、日常生活用品等。但是，研究发现，细菌、霉菌等有害微生物会在聚乙烯制品上滋生蔓延，影响人们身体健康。例如，聚乙烯作为食品包装材料时，若不具备杀菌、抑菌功能，会引起食物变质；用作医用材料时，危害更大。因此需要对聚乙烯赋予抗菌功能。现在已经开发出了许多抗菌聚乙烯产品。如抗菌聚乙烯水管，它具有自洁性，能够有效地抑制细菌、霉菌等微生物在管材内壁滋生，保证人们安全用水；抗菌聚乙烯制成的保鲜膜则可以防止食物腐败变质，减少食源性疾病的发生。抗菌聚乙烯材料在日常生活的应用范围已经越来越广泛。

制备抗菌聚乙烯组合物一般都是将基体聚乙烯树脂、抗菌剂以及其他添加剂熔融共混制备的。目前市场上所采用的抗菌剂主要包括无机、有机抗菌剂两大类。

其中，无机抗菌剂主要是负载抗菌性金属离子，如银离子、铜离子、锌离子等。可用于负载的载体种类很多，包括沸石、磷酸锆、可溶性玻璃、磷酸钙、硅胶、粉末橡胶等，例如专利US4906464、US4911898、US4059678、US5296238、US6939820、CN1323588C、CN103073769A等。有机抗菌剂则按照结构划分，常见的有季胺盐类、季磷盐类、咪唑类、吡啶类、有机金属类等。无机抗菌剂具有安全性高、耐热性好、杀菌持久等特点。然而其杀菌不具有即时性，并且由于采用贵金属导致其价格较高。有机抗菌剂具有杀菌速度快、抗菌防霉效果好，使用范围广等优点，但也存在易产生耐药性、耐热性差等问题。有机抗菌剂与一般无机载体的相容性较差，不利于负载使用，一般直接将其直接添加到塑料中使用，因此不像无机抗菌剂那样缓慢释放金属离子而具有抗菌持久性，在使用过程中易迁出，使用寿命短。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种抗菌聚乙烯树脂组合物及其制备方法，该抗菌聚乙烯组合物具有良好的抗菌效率，良好的抗菌时效性。

本发明是通过将有机抗菌剂与聚乙烯树脂化学结合，使其具有了抗菌长效性，同时为了弥补有机抗菌剂的不足，再添加无机抗菌剂来提高抗菌聚乙烯抗菌效果的。

本发明采用简便、高效的反应挤出工艺，将抗菌范围广、效率高的小分子有机抗菌剂通过化学反应键接在聚乙烯树脂分子上，再添加无机抗菌剂，制备成具有广谱性、高效持久型的抗菌聚乙烯树脂。

本发明的第一个方面在于提供一种抗菌聚乙烯树脂，由以下重量份的原料制成：80-95份的聚乙烯、2-20份的小分子有机抗菌剂、5-10份的引发剂、0.1-0.5份无机抗菌剂和0.5-5.0份的辅助单体；所述聚乙烯为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯中的任意一种；所述小分子有机抗菌剂为季鏻盐或季铵盐；所述季鏻盐为烯丙基三苯基氯化鏻、乙烯基苄基三丁基氯化鏻、乙烯基苄基三己基氯化鏻、乙烯基苄基三辛基氯化鏻、乙烯基苄基癸烷基二甲基氯化鏻、乙烯基苄基十八烷基二甲基氯化鏻、烯丙基三苯基溴化鏻、2-甲基-3-对硝基苯基烯丙基三苯基溴化鏻中的任一种或多种的混合物；所述季胺盐为甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基丁基溴化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基十二烷基溴化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基十六烷基溴化铵、对甲基苯乙烯基二甲基十二烷基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基正十四烷基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基正十六烷基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基乙基二甲基溴化铵、烯丙基三甲基溴化铵、烯丙基三甲基氯化铵、烯丙基辛基二甲基氯化铵、烯丙基十二烷基二甲基氯化铵、烯丙基十六烷基二甲基氯化铵烯丙基十八烷基二甲基氯化铵、烯丙基苯基二甲基氯化铵、烯丙基苄基二甲基氯化铵、乙烯基苄基三甲基氯化铵中的任一种或多种的混合物；所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化二碳酸二丙酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二丁酯、过氧化二碳酸二叔丁酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯中的任一种；所述无机抗菌剂为含有银离子和/或锌离子的无机抗菌剂；所述辅助单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、十一烯酸、丙稀酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异戊酯、甲基丙烯酸异丁酯的任一种或多种的混合物。